Expansão e Consolidação de Novos Catalisadores Heterogêneos Baseados em Redes Orgânicas Nanoestruturadas.

Descrição

A catálise exerce um papel central na síntese orgânica, promovendo maior eficiência, seletividade e sustentabilidade em diversas reações químicas. Catalisadores — compostos que modificam o caminho reacional e aceleram sua velocidade sem serem consumidos — permitem a formação de ligações carbono-carbono e carbono-heteroátomo sob condições mais brandas e com melhores rendimentos. Seu uso está alinhado aos princípios da química verde, pois reduz o consumo de reagentes tóxicos e a geração de resíduos. Entre os diferentes tipos de catálise, a catálise heterogênea, em que o catalisador e os reagentes estão em fases distintas, é especialmente relevante em escala industrial por permitir a recuperação e reutilização do catalisador, além de facilitar processos em fluxo contínuo com maior controle e segurança. Nesse contexto, os materiais porosos nanoestruturados vêm ganhando destaque como catalisadores heterogêneos de alto desempenho. Caracterizam-se por elevada área superficial, distribuição controlada de poros e estrutura cristalina ordenada em escala nanométrica, o que favorece a difusão dos reagentes, acessibilidade aos sítios ativos e controle sobre a seletividade das reações. Os COFs, em particular, representam uma classe emergente e promissora de catalisadores heterogêneos. Sua estrutura periódica e porosa pode ser 2D ou 3D, dependendo da simetria dos blocos de construção. Através da escolha racional dos grupos funcionais, é possível funcionalizar essas redes com organocatalisadores ou íons metálicos, conferindo-lhes alta seletividade e eficiência catalítica. Sua composição química e estrutura cristalina confere estabilidade térmica e versatilidade química, o que os tornam ideais para aplicações sustentáveis em catálise. Este projeto propõe a síntese e caracterização de novos COFs bidimensionais baseados em iminas funcionalizados com íons metálicos visando sua aplicação como catalisadores heterogêneos em reações orgânicas de interesse. Para tanto, esse projeto será realizado nas dependências do Instituto de Química da UFRRJ que apresenta os recursos necessários para a síntese e caracterização parcial dos materiais obtidos. Aquelas que não forem possíveis de serem realizadas internamente serão feitas em parceria com a UERJ e CNPEM. A capacitação de recursos para esse projeto será realizada através dos editais “Programa de Apoio ao Jovem Pesquisador Fluminense com Vínculo em ICTs do Estado do Rio de Janeiro” e de projetos já contemplados nos editais “Apoio a Projetos Temáticos”, ambos da FAPERJ, e MCTI/CNPq nº 14/2023 - Apoio a projetos internacionais de pesquisa científica, tecnológica e de inovação - Projeto de cooperação entre Brasil e França.